基于自抗擾控制技術(shù)的自動操舵儀的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、自動操舵儀是用來控制船舶航向的重要設(shè)備，能使船舶在預定的航向上運行，并能克服使船舶偏離預定航向的各種干擾及影響，使船舶自動地穩(wěn)定在預定的航向上運行，其性能直接影響船舶航行的操縱性、經(jīng)濟性和安全性。傳統(tǒng)的控制方法依賴于船舶的精確數(shù)學模型，并受模型參數(shù)攝動以及船舶在運動中的風、浪、流等外界因素的干擾，難以應(yīng)付航行條件錯綜復雜的變化。為了提高自動操舵儀的控制性能，克服外界因素的干擾，本文采用了自抗擾控制器技術(shù)(Auto/Active Dist

2、urbances Rejection Controller)這一新的非線性控制方法，通過安排過渡過程、提取微分信號、應(yīng)用非線性組合、擴張狀態(tài)觀測器(Extended State Observer)與擾動估計補償?shù)冗^程，組建自抗擾控制器。從計算機仿真試驗結(jié)果來看，該技術(shù)是不依賴于被控對象精確模型的新型實用數(shù)字控制技術(shù)。測試結(jié)果表明使用自抗擾控制技術(shù)的船舶自動操舵儀不但能減少人工操作，提高航行安全性，而且還有明顯的經(jīng)濟效益，性能穩(wěn)定可靠。<

3、br>　　 本文首先介紹了自動舵的發(fā)展歷史及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。依據(jù)船舶在航行狀態(tài)下的特性建立了非線性響應(yīng)數(shù)學模型，對影響船舶航行的環(huán)境因素進行了分析，設(shè)計出了航向自抗擾控制器。針對自動操舵儀實現(xiàn)的目標功能，討論了自動操舵儀的設(shè)計結(jié)構(gòu)。對自動操舵儀可能受到的各類干擾因素進行了詳細的分析，進而實現(xiàn)其硬件平臺的設(shè)計，并簡要說明了所采取的抗干擾措施。
　　 依據(jù)論文提出的設(shè)計方案，成功的設(shè)計出了自動操舵儀的樣機，并進行了性能測試。對自